(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間部を囲むようにして複数周回巻かれている帯状の導体である帯状導体と、
前記巻かれた帯状導体の互いに対向する面同士を接着する絶縁性の接着層と、
を備え、
前記接着層は、前記帯状導体の前記対向する面同士の間隔を確保する絶縁性の粒状体と、絶縁性の接着材料と、を含む電磁コイルであって、
前記電磁コイルには、前記複数周回巻くことによって積層されている方向に延びている放熱孔が形成されており、
前記放熱孔は、前記帯状導体の最外周において開放されており、
前記放熱孔には、前記電磁コイルを冷却するヒートパイプが挿入されていることを特徴とする電磁コイル。
【請求項２】
前記接着材料と前記粒状体は、いずれも合成樹脂製である請求項１に記載の電磁コイル。
【請求項３】
前記粒状体は、球体の形状を有する請求項１又は２に記載の電磁コイル。
【請求項４】
前記空間部は開放端を有しており、前記帯状導体の前記開放端側となる端部に接する冷却部を備えている請求項１ないし３のいずれかに記載の電磁コイル。
【請求項５】
Ｘ線を発生させる標的に電子線を集束させる電子レンズであって、
磁束を発生させる請求項１ないし４のいずれか一項に電磁コイルと、
前記磁束を通過させることによって、前記標的に前記電子線を集束させるための磁場を形成する磁気回路と、
を備える電子レンズ。
【請求項６】
半導体製造装置用の電磁バルブであって、
磁性体を有する開閉弁と、
磁場を変化させて前記開閉弁を操作する請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の電磁コイルと、
を備える電磁バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁ソレノイド、電磁バルブ、Ｘ線発生装置並びに電子顕微鏡、イオン顕微鏡といった装置に利用される電磁コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、絶縁被覆された導体で円形断面を有する巻き線を巻き回すことによって製造されたコイルが普及している。これに対して、フィルム状コイルとも呼ばれる矩形断面の導体を巻き回すことによって製造されるコイルも提案されている。フィルム状コイルは、たとえば矩形断面の導体と絶縁シートと交互に重ねてのり巻き状に巻き回すことによって製造されるコイルで、高い実装断面積（占積率）を実現することができるという利点を有している（特許文献１、２）。
【０００３】
このような利点が生じるのは、円形断面を有する巻き線では、円形の断面形状ゆえに回避できない隙間が発生するのに対して、矩形断面の導体では、このような隙間が発生しないからである。占積率は、絶縁シートを薄くすることによってさらに高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】昭和５９−２３１８０４号公報
【特許文献２】特開平９−１４９６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、絶縁シートを薄くすると、巻き回し時に絶縁シートが破れてしまってコイルの品質を確保することができないので、これがフィルム状コイルの占積率の限界の要因となっていた。すなわち、コイルの品質確保の容易性と占積率とのトレードオフの問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、上述の従来の課題の少なくとも一部を解決するために創作されたものであり、電磁コイルの導体の占積率を高める技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１手段は、所定の空間部を囲むようにして複数周回巻かれている帯状の導体である帯状導体と、前記巻かれた帯状導体の互いに対向する面同士を接着する絶縁性の接着層と、を備える。前記接着層は、前記帯状導体の前記対向する面同士の間隔を確保する絶縁性の粒状体と、絶縁性の接着材料と、を含むことを特徴とする電磁コイルである。
【０００８】
第１手段では、巻かれた帯状導体の互いに対向する面同士が接着される。この接着層は、帯状導体の対向する面同士の間隔を確保する絶縁性の粒状体と絶縁性の接着材料とで絶縁することができるので、従来の構成で使用されていた絶縁シートを必要としない。これにより、絶縁シートの破れによる絶縁不良を回避することができる。帯状導体の互いに対向する面同士は、対向する面同士の間隔を確保する絶縁性の粒状体によって相互間隔が確保され、その間隔に絶縁性の接着材料が埋められることによって絶縁を確保することができる。さらに、帯状導体が相互に固定された一体構造が形成されているので、巻かれた電線の形状を拘束するためのボビンを必要としない。これにより、ボビンの容積を排除して占積率の向上をさらに図ることができるという利点もある。
【０００９】
絶縁性の接着材料は、たとえばアクリル樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤のような合成樹脂を利用することができる。特に、アクリル樹脂系接着剤およびエポキシ樹脂系接着剤は、いずれの接着剤も構造強度や電気絶縁性に優れている。ただし、アクリル樹脂は、エポキシ樹脂に比較して効果速度が速く引っ張りせん断強度に優れるという特性を有している。一方、エポキシ樹脂は、アクリル樹脂に比較して電気絶縁性に優れるという特性を有している。
【００１０】
本電磁コイルは、従来の技術常識に反して切削加工可能であるという特徴を有している。第１の理由は、通常の電線を巻いたコイルに対して切削加工を行うと断線してしまうというものである。しかしながら、この電磁コイルは、帯状導体を巻き回すことによって構成されているので、帯状導体の一部を切削しても導通を維持することができる。
【００１１】
第２の理由は、通常の電線や帯状導体を巻いたコイルに対して切削加工を行うと、導体が切断してほどけ易くなるというものである。すなわち、従来のコイルでは、導体の両端に引っ張り荷重を加えることによってコイルの形状が保持されているので、切削加工が行われると応力集中等によって導体が切断しやすくなってしまうからである。しかしながら、本電磁コイルは帯状導体同士が接着によって相互に固定された一体構造を有するので、帯状導体の切断を回避することができる。
【００１２】
第２手段は、第１手段において、前記接着材料と前記粒状体は、いずれも合成樹脂製である。こうすれば、接着材料の硬化後において、たとえばガラスビーズ等と比較して、電磁コイルの切削加工等の加工性を向上させることができる。粒状体には、ポリエチレンやポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレンといった合成樹脂材料の使用が好ましい。
【００１３】
第３手段は、第１または第２手段において、前記粒状体は、球体の形状を有する。球状の形状を有する球体は、高精度の直径での製造が容易なので、帯状導体の間隔を正確に規制して接着層の厚み精度を簡易に向上させることができる。さらに、球体の形状を有すれば、製造時に転がって円滑に重なり合いが解消され、粒状体の重なり合いによる意図しない接着層の厚みの増加が抑制される。
【００１４】
第４手段は、第１ないし第３手段のいずれか一つにおいて、前記空間部は開放端を有しており、前記帯状導体の前記開放端側となる端部に接する冷却部を備えている。こうすれば、電磁コイルの中において、一般的に熱伝導率が低い接着層を経由することなく、帯状導体全体への直接的な伝熱経路を実現して効率的な冷却を実現することができる。
【００１５】
このような伝熱経路は、温度分布の安定までの過渡応答時間を短くして、安定的な作動の開始までの時間を短縮することができるという利点もある。端部は、たとえば帯状導体の巻き軸の方向に露出する端部であればよく、帯状導体の巻き軸の方向にも面する傾斜面も含まれる。
【００１６】
第５手段は、第１ないし第４手段のいずれか一つにおいて、前記電磁コイルには、前記複数周回巻くことによって積層されている方向に延びている放熱孔が形成されている。前記放熱孔は、前記帯状導体の最外周において開放されている。放熱孔は、形成位置に高い自由度を有するので、自由度の高い熱設計を実現することができる。
【００１７】
さらに、放熱孔の利用方法は、ヒートパイプによる冷却だけでなく、放熱孔の内部に熱媒体を通過させて排熱するようにしてもよい。熱媒体は、たとえばフロリナート（商標）やガルデン（商標）といった熱的化学的に安定性が高く、絶縁性に優れたフッ素系不活性液体や空気等の気体といった流体が利用可能である。
【００１８】
第６手段は、Ｘ線を発生させる標的に電子線を集束させる電子レンズである。本電子レンズは、磁束を発生させる第１手段ないし第５手段のいずれか一つの電磁コイルと、前記磁束を通過させることによって、前記標的に前記電子線を集束させるための磁場を形成する磁気回路と、を備える。
【００１９】
第６手段は、磁気回路の内部の空間を有効に利用可能な電磁コイルを使用する設計自由度を提供することができる。特に、第４手段または第５手段との組み合わせにおいては、放射線を効率的に発生させるために標的に電子ビーム（電子線）を正確に収束させるための精密な制御を要求される電子銃に対して、安定的な作動の開始までの時間を短縮することができる。本構成は、効率的な冷却を実現し、温度分布を急速に安定させることによって安定した電磁特性で精密な制御を可能とするからである。
【００２０】
第７手段は、半導体製造装置用の電磁バルブである。この電磁バルブは、磁性体を有する開閉弁と、磁場を変化させて前記開閉弁を操作する第１手段ないし第４手段のいずれか一つの電磁コイルと、を備える。
【００２１】
第７手段によれば、実装断面積（占積率）を増大させて高い駆動力を小型のコイルで実現することができる。これにより、空気作動で高い駆動力を実現していた空気作動方式のエアオペレーテッドバルブを空気作動方式でない電磁弁に置き換えることができる。
【００２２】
すなわち、従来は、空気作動方式の電磁弁でしか対応できなかった電磁弁の適用領域において、空気作動方式でない電磁弁の適用が可能となる。エアオペレーテッドバルブは、その外部から供給された圧縮空気を電空制御弁（電磁弁）で操作して作動する弁であり、実質的に２つのバルブを有していることになる。したがって、本電磁弁でエアオペレーテッドバルブを置き換えれば、実質的にバルブを一つ削減したことにもなる。
【００２３】
これにより、電磁弁の小型化や数の削減が図れるので、たとえば電磁弁、流量コントローラ、およびガスレギュレータを有するガス供給系ユニットを小型化することができる。これにより、半導体製造装置のプロセスチャンバの直近への配置を実現することができるので、配管の削減や短縮が可能となって、半導体装置の構成を簡素かつ効率的にするための設計自由度を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の電磁コイル１，２の構成の概要を示す斜視図。
【図２】電磁コイル３の実装状態を示す斜視図。
【図３】巻き軸の方向から第１の電磁コイル１を見た平面図。
【図４】コイル４０と比較例としてのフィルム状電磁コイル４０ａの実装形態の断面を示す断面図。
【図５】電磁コイル４０の製造方法を示す模式図。
【図６】第２実施形態のＸ線発生装置７の構成を示す断面図。
【図７】Ｘ線発生装置７の電磁コイル６０を示す断面図。
【図８】Ｘ線発生装置７のヒートパイプの外観を示す斜視図。
【図９】第３実施形態のＸ線発生装置７ａの構成を示す断面図。
【図１０】Ｘ線発生装置７ａが有する電磁コイル６０ａの外観を示す斜視図。
【図１１】第４実施形態のＸ線発生装置７ｂの構成を示す断面図。
【図１２】Ｘ線発生装置７ｂが有する電磁コイル６０ｂの外観を示す斜視図。
【図１３】電磁コイル６０ｂの製造方法の各工程を示すフローチャート。
【図１４】板厚が不均一な板材Ｍの断面と圧延工程の様子を示す模式図。
【図１５】仮巻き塑性工程によって製造された仮巻き線Ｍｂを示す断面図。
【図１６】接着剤の硬化によって製造された巻き線Ｍｃと切断面とを示す断面図。
【図１７】切削加工によって製造された電磁コイル６０ｂを示す断面図。
【図１８】第５施形態の電磁弁ユニット５の外観を示す斜視図。
【図１９】電磁弁１００の各構成要素を示す分解斜視図。
【図２０】可動鉄心１２４と付勢バネ１２５とを示す断面図。
【図２１】付勢バネ１２５を示す平面図。
【図２２】閉状態における電磁弁１００の流路との状態を示す断面図。
【図２３】開状態における電磁弁１００の流路との状態を示す断面図。
【図２４】電磁コイル１１０と磁気回路１２０とを巻き軸に垂直な平面で切断した状態を示す断面図。
【図２５】変形例の長方形の電磁コイル９を示す斜視図。
【図２６】変形例の接続プレート３０ｓの接続状態を示す斜視図。
【図２７】変形例の正極端子Ｔｓ＋と帯状導体１０ｓの間の電気的接続と、負極端子Ｔｓ−と帯状導体２０ｓの間の電気的接続と、を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具現化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
（Ａ．第１実施形態の電磁コイルの構成）
図１は、第１実施形態の電磁コイル１，２の構成の概要を示す斜視図である。図２は、実施形態の電磁コイル３の実装状態を示す斜視図である。実施形態の電磁コイルは、第１の電磁コイル１と、第２の電磁コイル２とを有している。第１の電磁コイル１および第２の電磁コイル２は、同一の構成を有し、たとえば同一のコイルを軸方向に切断することによって製造することができる。実施形態の電磁コイル３は、第１の電磁コイル１と第２の電磁コイル２とを相互に反転させて、図示しない絶縁体を介して接合させることによって製造される。電磁コイル３は、図１の電磁コイルの実装例を示すものであり、接続プレート３０と、正極端子Ｔ＋と、負極端子Ｔ−と、が装備されている。
【００２７】
第１の電磁コイル１は、帯状導体１０を一方方向に複数周回巻き回すことによって構成されている。帯状導体１０は、電極接続部１１と、始端面１２と、終端面１９と、外側端面１３と、内側端面１５と、一対の軸方向端部１４と、電極接続部１６，１７と、を備えている。電極接続部１１は、直流電源９０の正極側と電気的に接続されている。始端面１２は、帯状導体１０の正極側の端面である。終端面１９は、帯状導体１０の負極側の端面である。外側端面１３は、帯状導体１０が一方方向に巻き回された状態において外側に面している。内側端面１５は、帯状導体１０が一方方向に巻き回された状態において内側に面している。一対の軸方向端部１４は、帯状導体１０の巻き回しの軸方向に面している。電極接続部１７は、負極側と電気的に接続されている。
【００２８】
帯状導体１０は、巻き回される前の状態においては以下の構成を有している。外側端面１３と内側端面１５とは、相互に対向（本実施形態では平行に対向）している。一対の軸方向端部１４は、相互に対向（本実施形態では平行に対向）している。始端面１２と終端面１９とは、相互に対向（本実施形態では平行に対向）している。相互に対向する外側端面１３と内側端面１５とは、一対の軸方向端部１４と、始端面１２と、終端面１９と、によって接続されている。
【００２９】
帯状導体１０は、巻き回された後の状態においては以下の構成を有している。帯状導体１０は、巻き回されると、外側端面１３と内側端面１５とが相互に対抗し、接着剤の層で固定されるとともに絶縁される。帯状導体１０は、帯状導体１０の巻き回しによって囲まれた空間部を有している。帯状導体１０の巻き回しの軸の方向の両端に開放端を有している。
【００３０】
第２の電磁コイル２は、帯状導体２０を備える。帯状導体２０は、始端面２９と、終端面２２と、外側端面２３と、内側端面２５と、一対の軸方向端部２４と、電極接続部２６，２７と、直流電源９０の負極側と電気的に接続される電極接続部２１と、を有している。第２の電磁コイル２は、第１の電磁コイル１と同様の構成を有している。
【００３１】
ただし、第２の電磁コイル２は、第１の電磁コイル１と比較すると、以下の２つの相違点を有している。第１の相違点は、第１の電磁コイル１と第２の電磁コイル２は、相互に帯状導体１０の巻き回し方向が逆の方向であるという点である。第２の相違点は、第１の電磁コイル１と第２の電磁コイル２の電流の方向が逆である。すなわち、第１の電磁コイル１は、帯状導体１０の外側から内側に向かって電流が流れるのに対し、第２の電磁コイル１は、帯状導体１０の内側から外側に向かって電流が流れる。この結果、巻きまわしの方向と電流の方向がいずれも逆なので、相殺されて結果として同一の方向の磁束を発生させることになる。
【００３２】
このように、第１の電磁コイル１と第２の電磁コイル２は、同一の軸方向に相互に加算されるように磁束を発生させることができる。具体的には、第１の電磁コイル１と第２の電磁コイル２は、図示されるように、同じ方向にＮ極とＳ極とを有する磁場を発生させることになる。この磁場は、直流電源９０から供給される直流電流によって発生する。
【００３３】
直流電流の経路は以下のとおりである。直流電源９０の正極は、第１の電磁コイル１が有する帯状導体１０の電極接続部１１に接続されている。電極接続部１１に供給された電流は、帯状導体１０の中を流れて２つの電極接続部１６、１７に達する。２つの電極接続部１６、１７のうち第２の電磁コイル２に近い電極接続部１７は、接続プレート３０で第２の電磁コイル２の電極接続部２６に電気的に接続されている。電極接続部２６に供給された電流は、帯状導体２０の中を流れて電極接続部２１に達する。電極接続部２１は、直流電源９０の負極に接続され、電流を直流電源９０の負極に帰還させる。
【００３４】
このように、実施形態の電磁コイル３は、電磁コイル３の外部側（外面側）からの電力供給を実現するとともに、同一構成を有する２つの電磁コイル要素（第１の電磁コイル１と第２の電磁コイル２）の内部側で相互に電気的に接続されている。これにより、相互に加算された磁場を発生させることができる。電磁コイル要素の数は、偶数であれば良い。ここで、外部側とは、電磁コイル３において巻き軸の反対側を意味し、内部側とは、電磁コイル３において巻き軸の側を意味する。
【００３５】
図３は、巻き軸の方向から第１の電磁コイル１を見た平面図である。図３には、巻き回された帯状導体１０の中から抽出された２つの層の軸方向端部１４ａ，１４ｂが示されている。軸方向端部１４ａ，１４ｂの各々は、前述の軸方向端部１４の一部を構成している。２つの軸方向端部１４ａ，１４ｂの各々は、絶縁性の球体５１と硬化した接着剤５２とを含む接着層５０によって相互に接着されている。これにより、第１の電磁コイル１は、帯状導体１０と接着層５０とが相互に固定されたハイブリッド構造体としての一体構造を有していることになる。
【００３６】
絶縁性の球体５１は、巻き回された帯状導体１０の各層の相互間隔を規制するために使用されている。これにより、帯状導体１０の各層の間は絶縁性の球体５１で規制された間隔に絶縁性の接着剤５２が埋められるので、相互に接触することなく絶縁性が確保されることになる。絶縁性の球体５１は、帯状導体１０の各層の相互間隔を均一化して、電磁コイル１の形状の均一性を高めることもできる。絶縁性の球体５１は、絶縁フィルムの厚さと比較して、小さな直径の球体を製造することが容易なので、接着層５０を薄くして占積率をさらに高めることもできるという利点もある。
【００３７】
絶縁性の球体５１は、本実施形態では、合成樹脂を材料とする球体である。合成樹脂を材料としているのは、接着材料の硬化後において、電磁コイルの切削加工等の加工性を向上させることができるからである。絶縁性の球体には、ポリエチレンやポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレンといった合成樹脂材料が好ましい。
【００３８】
図４は、実施形態の電磁コイル４０と比較例としてのフィルム状電磁コイル４０ａの実装形態の断面を示す断面図である。電磁コイル４０は、電流が流れる帯状導体４１と、帯状導体４１を相互に接着するとともに帯状導体４１の各層を相互に絶縁する接着層４２と、非磁性体の巻き芯４４と、強磁性体の鉄心４３とを備えている。
【００３９】
巻き芯４４は、強磁性体の鉄心４３を内部に格納する孔４４ｓ１と、帯状導体６１が接着される外径４４ｓ２とを有している。非磁性体の巻き芯４４は、肉厚Ｆ１の筒状の形状を有している。肉厚Ｆ１は、巻き軸（後述）を内部に格納した状態で帯状導体４１が巻きつけられる芯として機能する程度の厚みがあればよく、機械的強度がほとんど必要とされないので、薄くすることが可能である。
【００４０】
一方、フィルム状電磁コイル４０ａは、帯状導体４１ａと絶縁シート４２ａとを相互に重ねてのり巻き状に巻き回すことによって製造される電磁コイルである。フィルム状電磁コイル４０ａは、帯状導体４１ａの各層が相互に接着されておらず、帯状導体４１ａと絶縁シート４２ａとが巻き軸の方向に相互に滑ってずれる可能性がある点で実施形態の電磁コイル４０と相違する。
【００４１】
ボビン４４ａは、このような帯状導体４１ａと絶縁シート４２ａの相互のズレを防止するための一対のフランジ４４ｆを両端に有している。ボビン４４ａの肉厚は、相互のズレに対抗してフランジ４４ｆを機械的に支持するために比較的に厚い厚さＦ１ａを有している。これにより、ボビン４４ａは、巻き芯４４よりも顕著に大きな容積を必要とすることになる。
【００４２】
このように、実施形態の電磁コイル４０は、帯状導体１０と接着層５０とが相互に固定されたハイブリッド構造体としての一体構造を有しているので、ボビン４４ａのような電磁コイル４０の形状を機械的に固定する部品を必要としない。これにより、実施形態の電磁コイル４０は、帯状導体４１と接着層４２とが相互に固定されていないフィルム状電磁コイル４０ａよりも高い占積率を実現できることになる。
【００４３】
具体的には、巻き軸方向に利用可能な高さＬに対して、実施形態の電磁コイル４０は、高さＬの幅の全てを帯状導体４１の収納に利用することができるのに対して、フィルム状電磁コイル４０ａは、一対のフランジ４４ｆの厚さを差し引いた分だけの幅しか利用できないことになる。このような相違によって、実施形態の電磁コイル４０は、フィルム状電磁コイル４０ａよりも高い占積率を実現することができる。
【００４４】
（Ｂ．実施形態の電磁コイルの製造方法）
図５は、実施形態の電磁コイル４０の製造方法を示す模式図である。電磁コイル４０は、巻き芯４４を中心軸として帯状導体４１を方向Ｒの方向に巻きつけつつ、接着剤で接着層４２を形成することによって製造される。接着剤は、たとえば手作業や自動機（ロボット等）によって接着剤の補給位置（図中の矢印位置）で補給される。
【００４５】
本発明者の実験によれば、硬化前の接着剤４２ｐの粘性係数と、帯状導体４１の巻き付け時の引張荷重Ｔと、を適切に調整することによって帯状導体４１の各層の間隔を絶縁性の球体４２ｂに略一致させることができることが見出された。帯状導体４１の各層の間隔は、接着層４２の厚みを意味する。巻き芯４４への帯状導体４１の貼り付けは、たとえば予め帯状導体４１の始端部を別途接着するようにしてもよい。
【００４６】
絶縁性の接着材料は、たとえばアクリル樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤のような合成樹脂を利用することができる。特に、アクリル樹脂系接着剤およびエポキシ樹脂系接着剤は、いずれの接着剤も構造強度や電気絶縁性に優れている。ただし、アクリル樹脂は、エポキシ樹脂に比較して効果速度が速く引っ張りせん断強度に優れるという特性を有している。引っ張りせん断強度とは、接着面が引張りせん断方向の荷重によって破壊したときの強さを意味する。一方、エポキシ樹脂は、アクリル樹脂に比較して電気絶縁性に優れるという特性を有している。
【００４７】
エポキシ樹脂は、様々な硬化剤との組み合わせで種々の特性を発揮させることができる。硬化剤には、たとえば接着材料の性状を液状とするために脂肪族ポリアミンを使用することが好ましい。脂肪族ポリアミンには、鎖状脂肪族ポリアミンや環状脂肪族ポリアミン、脂肪芳香族アミンといったタイプがあり、各タイプに様々な種類の硬化剤がある。なお、他の接着剤、たとえばエネルギーの集中が容易で被着体の加熱が不要な放射線硬化型接着剤も利用可能である。放射線は、たとえばＸ線やガンマ線といった帯状導体１０を透過するものが好ましい。
【００４８】
アクリル樹脂系接着剤やエポキシ樹脂系接着剤の硬化剤は、硬化温度や積層への適応性、ポットライフ、熱変形温度といった性質の観点からも選択することができる。硬化温度は、室温での硬化が好ましく、硬化に際して過度の熱を発生しないことが好ましい。ポットライフは、エポキシ樹脂に硬化剤を混合した後、粘度や状態が使用に耐えられなくなるまでの時間を意味し、巻き取り工程の作業時間に応じて考慮することが好ましい。熱変形温度は、硬化後において樹脂の弾性率が急激に低下する温度であって、電磁コイルの運用温度に応じて考慮される。
【００４９】
作業者は、帯状導体４１の巻きつけが完了したら接着剤が硬化するまで静置して養生させる。電磁コイル４０の機能確認試験は、たとえば通電してインピーダンスや直流抵抗値が予め設定された範囲内に入っているか否かで確認することができる。さらに、電磁コイル４０の通電時の表面温度分布を赤外線カメラで確認して欠陥がないことを確認することもできる。
【００５０】
（Ｃ．第２実施形態のＸ線発生装置の構成）
図６は、第２実施形態のＸ線発生装置７の構成を示す断面図である。図７は、実施形態のＸ線発生装置の電磁コイル６０を示す断面図である。Ｘ線発生装置７は、アパーチャ部材７８と、標的７１と、磁気回路７３〜７７と、電磁コイル６０と、４個のヒートパイプ８１〜８４と、を備えている。標的７１は、電子ビームの衝突に応じてＸ線を発生させることができる。磁気回路７３〜７７は、電子ビームを集束させるための磁界型電子レンズとして機能する磁場を発生させる。電磁コイル６０は、磁気回路７３〜７７に磁束を供給することができる。４個のヒートパイプ８１〜８４は、電磁コイル６０を各所で冷却する。磁界型電子レンズは、単に電子レンズとも呼ばれる。
【００５１】
アパーチャ部材７８は、ステンレスや真鍮、銅といった非磁性材料からなる部材で、電子ビームＢの不要な周辺部分をカットする役割を果たしている。標的７１は、Ｘ線透過率が極めて高いベリリウム製のＸ線出射板７１ａと、Ｘ線出射板７１ａの裏側に形成されているタングステンターゲット７１ｂと、を有している。タングステンターゲット７１ｂは、真空中において、電子ビームの衝突に応じてＸ線を発生させることができる。
【００５２】
磁気回路７３〜７７は、軸心ヨーク７３、後端部ヨーク７４、外周ヨーク７５、円錐ヨーク７６および先端部ヨーク７７を備え、磁束が通過する閉回路として構成されている。軸心ヨーク７３は、磁束を通しやすい強磁性体からなり、電子ビームの通過経路を囲む円筒状の形状を有している。後端部ヨーク７４は、中心部に電子ビームが通過するための孔が形成されている円盤形状を有している。外周ヨーク７５は、軸心ヨーク７３と同心の円筒状の形状を有している。円錐ヨーク７６は、標的７１の方向に近づくに従って小さな径を有する漏斗形状を有している。先端部ヨーク７７は、中心部に集束された電子ビームが通過するための孔が形成されている円盤形状を有している。各ヨークは、軟鉄、純鉄、あるいは継鉄等を材料として製造することができる。
【００５３】
軸心ヨーク７３と先端部ヨーク７７との間には、非磁性体のアパーチャ部材７８を配置することによって磁束を集中させているので極めて強い磁場が発生している。軸心ヨーク７３は、タングステンターゲット７１ｂの方向に向かって小さな投影面積を有するように傾斜面７３ｓを有し、その先端に先端部７３ｔが形成されている。投影面積は、電子ビームの進行方向に垂直な面に投影される軸心ヨーク７３の断面の面積を意味する。傾斜面７３ｓは、電子ビームの側に近づく方向に傾斜している。このような構成は、磁束を狭い先端部７３ｔに集中させて磁場を強める働きを有する。これにより、電子ビームの進行位置の近傍で極めて強い磁場を発生して効率的な電子レンズを構成することができる。
【００５４】
電磁コイル６０は、図６および図７に示されるように以下のような外形形状を有している。電磁コイル６０は、磁気回路７３〜７７によって形成される円筒状の空洞に沿って格納される円筒状の形状を有している。電磁コイル６０には、傾斜面７３ｓの円錐形状に沿った漏斗状の内部傾斜面９９が内部に形成されるとともに、円錐ヨーク７６の内側の円錐形状に沿った円錐状の外部傾斜面９４が外部に形成されている。電磁コイル６０は、このような傾斜面を有するので、アパーチャ部材７８の近傍の電子レンズの形成位置に近い位置の空間を効率的に利用して磁束を供給することができる。
【００５５】
電磁コイル６０は、軸方向端部９１と、側方端面９２と、軸方向端面９３、９５と、外部傾斜面９４と、軸方向端部９７と、内周面９８ａ、９８と、外周面９６と、放熱孔８３ｆ、８４ｆと、内部傾斜面９９と、を有している。内周面９８ａは、内周面９８よりも小さな径を有し、電子ビームの通過位置に近接している。このような内径の相違は、軸心ヨーク７３の傾斜面７３ｓに沿った形状を有する内部傾斜面９９によって実現されている。軸方向端部９１は、平面形状を有し、それぞれヒートパイプ８１が接している。これにより、電子ビームの集束位置の近傍で強い磁界を発生させることが要請される磁気回路７３〜７７において、その内部空間を利用しつつ、効果的な冷却を可能とする構成が実現されている。
【００５６】
電磁コイル６０は、さらに、円錐ヨーク７６の内部形状に沿った形状（円筒外周形状）の側方端面９２と、平面形状の軸方向端面９３、９５と、円錐状の形状の外部傾斜面９４と、外周ヨーク７５の内面形状に沿った外周面９６と、を有している。側方端面９２は、締結部材Ｓ２の側方（電子ビームの方向に対して垂直な方向）から回避するための凹状の形状を有している。軸方向端面９３は、締結部材Ｓ２を軸方向に回避するための端面形状（電子ビームの方向に対して垂直な端面）の形状を有している。このような形状は、たとえば旋盤やボール盤を利用した切削加工によって簡易に実現することができる。軸方向端部９７は、平面形状を有し、ヒートパイプ８２が接している。軸方向端部は、単に端部とも呼ばれる。
【００５７】
電磁コイル６０には、さらに、放熱孔８３ｆ、８４ｆが形成されている。放熱孔８３ｆ、８４ｆには、ヒートパイプ８３，８４が挿入されている。ヒートパイプ８３，８４の挿入の際には、製造公差を考慮して伝熱ペースト（図示省略）を予めヒートパイプ８３，８４に塗布することが好ましい。放熱孔８３ｆ、８４ｆは、電磁コイル６０の通電時の温度傾斜やアパーチャ部材７８との位置関係を考慮して、自由に設定することができる。
【００５８】
電磁コイルは、従来の技術常識では以下の２つの理由で切削加工が不可能であった。第１の理由は、通常の電線を巻いたコイルに対して切削加工を行うと、断線してしまうからである。しかしながら、この電磁コイルは、帯状導体を巻き回すことによって構成されているので、帯状導体１０の一部を切削しても導通が維持されるので断線とはならない。
【００５９】
第２の理由は、通常の電線や帯状導体１０を巻いたコイルに対して切削加工を行うと、導体が切断してほどけ易くなるからである。すなわち、従来のコイルでは、導体の両端に引っ張り荷重を加えることによってコイルの形状が保持されているので、切削加工が行われると応力集中等によって導体が切断しやすくなってしまうからである。しかしながら、この電磁コイルは帯状導体１０と接着層５０とが相互に固定されたハイブリッド構造体としての一体構造を有するので、導体単独では荷重が印加されず、その断線の心配が無いからである。
【００６０】
電磁コイル６０の加工断面は、拡大図Ａに示されるように研磨加工することによって帯状導体６１よりも接着層６２の方が突出するように加工される。このように、研磨加工によって接着層６２の方が突出するのは、発明者の解析によれば、帯状導体６１よりも接着層６２の弾性係数の方が小さいので、研磨時に収縮して研磨量が低減されるからである。
【００６１】
図８は、実施形態のＸ線発生装置のヒートパイプの外観を示す斜視図である。ヒートパイプ８１〜８４は、非磁性体のアルミを材料とするヒートパイプである。ヒートパイプ８１、８２は、平面型ヒートパイプであり、たとえば特開平１０−３８４８４号公報に公開された技術で製造することができる。ヒートパイプ８３、８４は、周知の丸棒状のヒートパイプである。ヒートパイプ８１〜８４は、非磁性体のアルミを材料としているので、磁界にほとんど影響を与えることなく、電磁コイル６０を冷却することができる。ヒートパイプ８１〜８４は、電磁コイル６０に接するドーナツ状の部分においても媒体が流れる中空状態となっていることが好ましい。
【００６２】
Ｘ線発生装置７は、以下のようにして組み立てることができる。第１に、先端部ヨーク７７に対してヒートパイプ８１と円錐ヨーク７６とを締結部材Ｓ２で締結する。第２に、先端部ヨーク７７が締結された円錐ヨーク７６に電磁コイル６０を装着する。第３に、軸心ヨーク７３に対してアパーチャ部材７８を装着する。第４に、アパーチャ部材７８が装着された軸心ヨーク７３を電磁コイル６０の内周面９８（図７参照）に装着する。第５に、外周ヨーク７５を円錐ヨーク７６に対して締結部材Ｓ１で締結する。第６に、ヒートパイプ８２を電磁コイル６０に当接させる。第６に、ヒートパイプ８３、８４を放熱孔８３ｆ、８４ｆに挿入する。第７に、後端部ヨーク７４を軸心ヨーク７３と外周ヨーク７５とに締結部材Ｓ１で締結する。なお、伝熱ペースト（図示省略）は、ヒートパイプ８３、８４だけでなく、他のヒートパイプ８１、８２にも塗布することが好ましい。
【００６３】
このように、電磁コイル６０は、帯状導体１０の巻き軸の方向（電子ビームＢの進行方向）に面する軸方向端部９１、９７と放熱孔８３ｆ，８４ｆとを有し、軸方向端部９１、９７と放熱孔８３ｆ，８４ｆとに接する位置に冷却部としてのヒートパイプ８１〜８４が備えられている。このような構成としているのは、熱が電磁コイル６０の中で接着層５０を経由することなく、帯状導体１０の全体への直接的な伝熱経路を実現して効率的な冷却を実現することができるからである。
【００６４】
このような伝熱経路は、温度分布の安定までの過渡応答時間を短くして、安定的な作動の開始までの時間を短縮することができるという利点もある。端部は、たとえば帯状導体の巻き軸の方向に露出する端部であればよく、帯状導体の巻き軸の方向にも面する傾斜面も含まれる。
【００６５】
（Ｄ．第３実施形態のＸ線発生装置の構成）
図９は、第３実施形態のＸ線発生装置７ａの構成を示す断面図である。Ｘ線発生装置７ａは、円錐状の外部傾斜面７４ｓを有し、全体として略円錐上の形状を有している。これにより、Ｘ線発生装置７ａは、計測対象となる試料Ｓに対して近接位置から斜め方向にＸ線を放射（本明細書では、斜め放射とも呼ばれる。）することができる。一方、磁場発生のための構成は、アパーチャ部材７８、軸心ヨーク７３、先端部７３ｔ、および傾斜面７３ｓにおいて実施形態のＸ線発生装置７と共通している。
【００６６】
Ｘ線発生装置７ａは、アパーチャ部材７８と、電子ビームの衝突に応じてＸ線を発生させる標的７１と、電子ビームを集束させるための磁界型電子レンズとして機能する磁場を発生させる磁気回路７３ａ、７４ａと、磁気回路７３ａ、７４ａに磁束を供給する電磁コイル６０ａと、を備えている。磁気回路７４ａは、斜め放射を実現するために円錐状の傾斜面７４ｓを有している。電磁コイル６０ａは、磁気回路７４ａの傾斜面７４ｓの内部形状７４ｓｉに沿った円錐状の外形形状を有している。
【００６７】
Ｘ線発生装置７ａは、電磁コイル６０ａが有する円錐状の外形形状を覆う円錐形状のヒートパイプ８５を有している。傾斜面７４ｓの内部形状７４ｓｉとヒートパイプ８５との間には、微小な隙間７４ｃが設けられている。隙間７４ｃは、磁気回路７４ａの傾斜面７４ｓの熱変形に起因する磁気の乱れを抑制するために設けられたものである。隙間７４ｃは、空間のままとしてもよいし、あるいは断熱性の弾性を有する合成樹脂で少なくとも一部を埋めてもよい。
【００６８】
熱変形は、電磁コイル６０ａへの通電による加熱に起因して発生する。電磁コイル６０ａへの加熱は、電磁コイル６０ａの熱膨張と、磁気回路７４ａへの熱伝達に起因する磁気回路７４ａの熱膨張と、の原因となる。電磁コイル６０ａの熱膨張は、磁気回路７４ａへの荷重印加によって磁気回路７４ａの変形の要因となる。磁気回路７４ａの熱膨張は、それ自体が磁気回路７４ａの変形の要因となる。
【００６９】
Ｘ線発生装置７ａは、アパーチャ部材７８の近傍において、標的７１に対して電子ビームを集束させるための磁界型電子レンズを発生させているので、特に標的７１の近傍における磁界の乱れが問題となる。従来のＸ線発生装置では、通電開始から数時間の単位で磁界型電子レンズが安定しないので、熱的に安定な状態となってＸ線が利用可能になるまで無駄な電力を消費していた。これに対して、実施形態のＸ線発生装置７ａは、ヒートパイプ８５によって電磁コイル６０ａから磁気回路７４ａへの熱伝達を抑制するとともに、隙間によって電磁コイル６０ａから磁気回路７４ａへの荷重伝達も抑制することができるので、急速に安定状態となる。
【００７０】
なお、隙間７４ｃは、たとえばヒートパイプ８５が磁気回路７４ａよりも顕著に剛性の低いアルミニウム部品であれば、必須の構成要素ではない。ヒートパイプ８５が変形を吸収することができるからである。このように、本実施形態では、磁気回路７４ａは、熱的にも荷重の点でも電磁コイルから隔離されていることになる。
【００７１】
また、ヒートパイプ８５や隙間７４ｃの容積は、上述のように不要となったボビンの容積で充当することができるので、フィルム状コイルでなく丸線を巻いたコイルでも効果を奏することができる。ただし、本実施形態は、フィルム状コイルとしての電磁コイル６０ａの熱伝導経路とヒートパイプの特徴や配置と相まって顕著な効果を奏することができる。
【００７２】
図１０は、変形例のＸ線発生装置７ａが有する電磁コイル６０ａの外観を示す斜視図である。電磁コイル６０ａは、帯状導体６０ａ１と、接着剤が硬化した接着層６０ａ２とが円筒状に交互に巻かれた構成を有している。電磁コイル６０ａは、電磁コイル４０（図４参照）を製造した後に、たとえば切削加工と研磨加工と絶縁皮膜形成処理とを実行することによって製造することができる。電磁コイル６０ａの機能確認試験は、電磁コイル４０と同様の方法で実行することができる。
【００７３】
（Ｅ．第４実施形態のＸ線発生装置の構成）
図１１は、第４実施形態のＸ線発生装置７ｂの構成を示す断面図である。Ｘ線発生装置７ｂは、円錐状の外部傾斜面７４ｓｂを有し、全体として略円錐上の形状を有する点で第３実施形態のＸ線発生装置７ａの構成と共通する。第４実施形態のＸ線発生装置７ｂは、電磁コイル６０ｂの帯状導体６０ｂ１が巻き軸方向と交差する方向に円錐状に巻かれている点で、第３実施形態のＸ線発生装置７ａと相違する。
【００７４】
図１２は、第４実施形態のＸ線発生装置７ｂが有する電磁コイル６０ｂの外観を示す斜視図である。電磁コイル６０ｂは、巻き方向の円周方向と交差する方向として円周方向と垂直な方向に帯状導体６０ｂ１が積層して巻かれている。帯状導体６０ｂ１の各層の間には、接着剤が硬化した接着層６０ｂ２が巻き軸方向に積み重なるように積層して交互に巻かれた構成を有している。
【００７５】
図１３は、電磁コイル６０ｂの製造方法の各工程を示すフローチャートである。図１４は、板厚が不均一な板材Ｍの断面と圧延工程の様子を示す模式図である。ステップＳ１００では、作業者は、板厚が不均一な板材Ｍを製造（準備）する。板材Ｍは、たとえば幅方向に不均一な圧延作業を行った後に、アニール（焼き鈍し）することによって製造することができる。
【００７６】
ステップＳ２００では、作業者は、圧延工程を実行する。圧延工程は、板材Ｍに対して均一な圧延処理（塑性加工）を実行する工程である。板材Ｍは、不均一な板厚が均一となるように圧延処理が行われるので、塑性変形によって幅方向（矢印Ｒｗ）の方向に巻かれた螺旋材Ｍａが製造されることになる。幅方向は、エッジワイズとも呼ばれる。
【００７７】
ステップＳ３００では、作業者は、仮巻き塑性工程を実行する。仮巻き塑性工程では、接着剤を塗布することなく、螺旋材Ｍａが巻き軸方向に積層される。これにより、仮巻き線Ｍｂ（図１５参照）が製造される。仮巻き線Ｍｂには巻き軸方向に積層される際に塑性変形と弾性変形が生じているので、外形形状が固定された状態で静置される。仮巻き線Ｍｂの外形形状は、巻き軸方向に対して積層方向が傾斜しているため凹凸が生じている。なお、図１５では、ハッチングが省略されている。
【００７８】
ステップＳ４００では、作業者は、熱処理工程を実行する。熱処理工程では、アニールを実行して塑性加工によって生じた金属転移と、弾性変形とを消滅させる。これにより、段塑性変形に起因するスプリングバックの予防が可能となる。ステップＳ５００では、作業者は、巻き工程を実行する。巻き工程は、接着剤を使用して仮巻き塑性工程と同様に巻き軸方向に積層する工程である。この後に、接着剤の硬化（ステップＳ６００）によって巻き線Ｍｃ（図１６参照）が製造されることになる。
【００７９】
ステップＳ７００では、作業者は、切削加工工程を実行する。切削加工工程は、巻き線Ｍｃを４つの切断面Ｃ１〜Ｃ４で切断する工程である。２つの切断面Ｃ１、Ｃ２は、巻き軸方向に垂直な面である。切断面Ｃ３は、巻き線Ｍｃの内部が中ぐり盤でくり抜かれることによって形成された円筒状の切断内面である。切断面Ｃ４は、巻き線Ｍｃの外周部が旋盤で切削されることによって形成された円筒状の切断外面である。これにより上述の凹凸が削り取られて滑らかな外形形状が得られる。
【００８０】
なお、図１６、図１７は、断面図であるが、分りやすくするためにハッチングが省略されている。この後に、切削加工面Ｃ１〜Ｃ４（切断面）に対して皮膜形成工程（ステップＳ８００）を行うことによって電磁コイル６０ｂ（図１２、図１７参照）が製造されることになる。
【００８１】
このように、本発明者は、円周方向と交差する巻き方向を有する電磁コイルの製造をも実現することに成功した。これにより、電磁コイル６０ｂの各層の断面積の急激な変化を抑制して、すなわち、急激に断面積が小さくなる領域を排除して通電時の部分的な熱発生を抑制することができる。
【００８２】
（Ｆ．実施形態の電磁弁ユニットの構成）
図１８は、真空容器（図示省略）の流体を給排気する電磁弁ユニット５の外観を示す斜視図である。電磁弁ユニット５は、４個の電磁弁１００を備える４系統の流体を制御するユニットである。電磁弁ユニット５では、各系統は同一の構成を有している。流体を制御する各系統は、通例では、圧縮空気で作動するエアオペレーテッドバルブが使用されるので、圧縮空気を制御する電磁弁と圧縮空気で作動するエアオペレーテッドバルブの２種類のバルブを系統毎に備えている。
【００８３】
このような電磁弁ユニットは、大きな容積と重量とを有するので、真空容器（図示省略）から離れた位置に配置されることが通例であった。この結果、電磁弁ユニットと真空容器との間に流体を流すための配管を要する構成が余儀なくされていた。
【００８４】
電磁弁１００は、実施形態の電磁コイル１１０と、磁気回路１２０と、入力ポート１３１と出力ポート１３９とを有するマニホルド１３０と、を備えている。各電磁弁１００は、入力ポート１３１と出力ポート１３９との間の流体の流れにおけるオンオフあるいはオリフィス径を制御する。磁気回路１２０は、強磁性体のコイル筐体１２１と、強磁性体の固定鉄心１２２とを有している。電磁コイル１１０は、２個の巻き線１１１と、２個の巻き線１１１の各々の両端で冷却する３個のヒートパイプ８５とを備えている。
【００８５】
図１９は、実施形態の電磁弁１００の各構成要素を示す分解斜視図である。電磁弁１００は、さらに、付勢バネ１２５と、固定鉄心１２２と、強磁性ガイド部１２３と、可動鉄心１２４と、を備えている。付勢バネ１２５は、非磁性体であるアルミニウムを材料としている。固定鉄心１２２、強磁性ガイド部１２３、および可動鉄心１２４は、いずれも強磁性体である。
【００８６】
電磁コイル１１０の構成要素の各形態は以下のとおりである。巻き線１１１は、固定鉄心１２２を挿入するための巻き軸に平行な方向に形成された孔１１１ｈを中央部に有している。ヒートパイプ８５は、固定鉄心１２２を挿入するための巻き軸に平行な方向に形成された孔８５ｈを中央部に有している。
【００８７】
マニホルド１３０は、マニホルド凹部１３２を有している。マニホルド凹部１３２には、強磁性ガイド部１２３、可動鉄心１２４、および付勢バネ１２５が装着される。マニホルド凹部１３２には、バルブ入口孔１３５と、バルブ出口孔１３６とが形成されている。バルブ入口孔１３５には、入力ポート１３１と流路が接続されている。バルブ出口孔１３６には、出力ポート１３９と流路が接続されている。
【００８８】
電磁弁１００は、以下の順序で組みつけられる。
（１）コイル筐体１２１の凹部１２１ｃに、一方から順に、ヒートパイプ８５、巻き線１１１、ヒートパイプ８５、巻き線１１１、およびヒートパイプ８５が挿入される。
（２）コイル筐体１２１の孔部１２１ｈから固定鉄心１２２が挿入され、孔１１１ｈと孔８５ｈとを貫通することによってコイル筐体１２１の内部において、電磁コイル１１０が構成される。固定鉄心１２２には、予め強磁性ガイド部１２３が溶接されている。
（３）マニホルド凹部１３２に対して、可動鉄心１２４と付勢バネ１２５とが装着される。
（４）マニホルド凹部１３２の内部において、可動鉄心１２４に被せるように強磁性ガイド部１２３を装着することによって、マニホルド１３０に対して電磁コイル１１０とコイル筐体１２１とが装着されたことになる。
【００８９】
図２０は、可動鉄心１２４と付勢バネ１２５とを示す断面図である。図２１は、付勢バネ１２５を示す平面図である。可動鉄心１２４には、弾性シール部材１２６が装着されており、開閉弁として機能する。付勢バネ１２５は、可動鉄心１２４に対して溶接ポイント１２５ｗ（３箇所）においてＹＡＧ溶接で固定される。付勢バネ１２５は、３個の切り欠き部１２５ｃの形成によって剛性が調整されている。付勢バネ１２５には、弾性シール部材１２６を貫通させるための中央孔部１２５ｔが形成されている。
【００９０】
図２２は、閉状態における電磁弁１００の流路との状態を示す断面図である。図２３は、開状態における電磁弁１００の流路との状態を示す断面図である。電磁弁１００は、閉状態においては、図２２に示されるように弾性シール部材１２６がバルブ出口孔１３６を塞いだ状態となっている。弾性シール部材１２６は、可動鉄心１２４を介して付勢バネ１２５によってバルブ出口孔１３６の側に押し付けられている。これにより、弾性シール部材１２６は、バルブ出口孔１３６を塞いで入力ポート１３１と出力ポート１３９との間の流路を閉状態とすることができる。
【００９１】
電磁弁１００は、開状態においては、図２３に示されるように弾性シール部材１２６がバルブ出口孔１３６から離れた状態となっている。弾性シール部材１２６は、可動鉄心１２４が強磁性ガイド部１２３側に引き寄せられることによってバルブ出口孔１３６から離れる。可動鉄心１２４は、固定鉄心１２２が供給する磁束によって強磁性ガイド部１２３の内部に発生する磁力によって吸引される。これにより、弾性シール部材１２６は、バルブ出口孔１３６を開いて入力ポート１３１と出力ポート１３９との間の流路を開状態とすることができる。
【００９２】
図２４は、電磁コイル１１０と磁気回路１２０とを巻き軸に垂直な平面で切断した状態を示す断面図である。本実施形態では、電磁弁１００の幅Ｗを小さくするためにコイル筐体１２１の形状が真円ではなく、幅Ｗの方向において一部が欠けた端面形状１２９を有している。このような端面形状１２９は、電磁弁ユニット５のサイズを小さくできるという利点を有している。この形状は、可動鉄心１２４の近傍の磁界が強磁性ガイド部１２３の凹部形状によって決定されるので、コイル筐体１２１の磁気回路としての機能は、強磁性ガイド部１２３まで磁束を伝達できれば十分であるという点に着目して実現されたものである。
【００９３】
このように、実施形態の電磁弁ユニット５は、電磁コイル１１０の実装断面積（占積率）を増大させて高い駆動力を小型のコイルで実現することができる。これにより、空気作動で高い駆動力を実現していた空気作動方式のエアオペレーテッドバルブを空気作動方式でない電磁弁に置き換えることができる。
【００９４】
すなわち、従来は、空気作動方式の電磁弁でしか対応できなかった電磁弁の適用領域において、空気作動方式でない電磁弁の適用が可能となる。エアオペレーテッドバルブは、その外部から供給された圧縮空気を電空制御弁（電磁弁）で操作して作動する弁であり、実質的に２つのバルブを有していることになる。したがって、本電磁弁でエアオペレーテッドバルブを置き換えれば、実質的にバルブを一つ削減したことにもなる。
【００９５】
さらに、電磁弁の小型化や数の削減が図れるので、たとえば電磁弁、流量コントローラ、およびガスレギュレータを有するガス供給系ユニットを小型化することができる。これにより、半導体製造装置のプロセスチャンバの直近への配置を実現することができるので、配管の削減や短縮が可能となって、半導体装置の構成を簡素かつ効率的にするための設計自由度を提供することができる。
【００９６】
（Ｇ．変形例）
なお、上述した各実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
【００９７】
（ａ）上述した実施の形態では、電磁コイルの形状は、巻き軸を中心とした真円の形状を有しているが、たとえば図２５に示される長方形の電磁コイル９や正方形の電磁コイル、あるいは三関係や多角形、楕円形のものであってもよく、一般に閉じた形状であればよい。変形例の電磁コイル９は、帯状導体１０ｓを一方方向に巻き回すことによって構成された第１の巻き線と、帯状導体２０ｓを反対方向に巻き回すことによって構成された第２の巻き線と、を有している。
【００９８】
図２６は、接続プレート３０ｓの接続状態を示す斜視図である。接続プレート３０ｓは、帯状導体１０ｓと帯状導体２０ｓとに接続されている。帯状導体１０ｓと帯状導体２０ｓは、いずれもオフセットＦ１だけ接続プレート３０ｓを超えて延びている。これにより、帯状導体１０ｓおよび帯状導体２０ｓと接続プレート３０ｓの電気的な接続を外観的に確認することができる。一方、接着層５０ｓは、オフセットＦ２だけ帯状導体１０ｓおよび帯状導体２０ｓを超えて延びている。これにより、帯状導体１０ｓおよび帯状導体２０ｓの端部における層間の絶縁を外観的に確認することができる。
【００９９】
図２７は、正極端子Ｔｓ＋と帯状導体１０ｓの間の電気的接続と、負極端子Ｔｓ−と帯状導体２０ｓの間の電気的接続と、を示す斜視図である。帯状導体１０ｓと帯状導体２０ｓの終端部には間隔Ｃの隙間が空けられている。接着層５０ｓは、オフセットＦ３だけ帯状導体１０ｓと帯状導体２０ｓを超えて延びている。これにより、帯状導体１０ｓおよび帯状導体２０ｓの端部における層間の絶縁を外観的に確認することができる。
【０１００】
（ｂ）上述した実施の形態では、絶縁性の球体５１は、球状の形状を有しているが、たとえばラグビーボール状の形状を有するものであってもよい。一般的に、滑らかな形状（転がりやすい形状）であればよく、直径の短い部分において粒径が揃っていることが好ましい。これにより、巻き工程において接着層の厚さを均一化することができるからである。さらに、絶縁性を有するナノ結晶（たとえばナノクリスタル）でもよい。一般に、帯状導体の各層の間隔を確保する絶縁性の粒状体として機能するものであればよい。ナノ結晶を粒状体として利用すれば、接着層の厚さを薄くして占積率を高めることができる。
【０１０１】
（ｃ）上述した実施の形態では、ヒートパイプを装備することによって電磁コイルの熱を外部に排熱して冷却しているが、たとえば電磁コイルの内部に流路（放熱孔）を形成して熱媒体を内部に通過させることによって排熱するようにしてもよい。こうすれば、３次元的に高い自由度での廃熱を実現することができる。熱媒体は、たとえばフロリナート（商標）やガルデン（商標）といった熱的化学的に安定性が高く、絶縁性に優れたフッ素系不活性液体が利用可能である。
【０１０２】
（ｄ）上述した実施の形態では、幅方向に不均一な板厚を有する導体に対して均一な圧延を実行して螺旋状の帯状導体を製造しているが、逆に、幅方向に均一な板厚を有する導体に対して不均一な圧延を施すようにしてもよい。不均一な圧延は、たとえば積層半径が変動するような構成を想定する場合には、圧延の不均一度を連続的にあるいは段階的に変更できるようにすることが好ましい。
【符号の説明】
【０１０３】
３、９…電磁コイル、５…電磁弁ユニット、１０、２０、１０ｓ、２０ｓ…帯状導体、５０、５０ｓ…接着層、７、７ａ、７ｂ…Ｘ線発生装置、１００…電磁弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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